基于敲击振动的长距离分布式定位方法OA
Long-range distributed localization method of tapping-based vibrations
为有效映射地下空间振动,尤其是沿管道形成的非周期敲击振动,提出一种基于马赫-曾德干涉仪和前向传输分布式振动传感技术相结合的非周期振动定位方法.利用光纤对光的相位调制来解调非周期振动信号.实验对比了互相关、时间偏移标准偏差及相位谱时延方法的定位精度.结果表明,互相关和时间偏移标准偏差方法在定位非周期信号时能提供更高的定位精度,而相位谱时延方法由于其主频成分一致性较差,导致定位精度较低.最终在总长度为60.32 km的传感光纤上,实验验证了非周期振动信号的定位精度可以达到10 m.本研究定位方法对于长距离或复杂环境中的振动监测,如地下管道的故障检测,具有良好的应用前景.
To enable effective mapping of underground vibrations,particularly non-periodic impact signals propagating along pipelines,this paper proposes a non-periodic vibration localization method that integrates a Mach-Zehnder interferometer(MZI)with forward transmission distributed vibration sensing(FTDVS)technology.Non-periodic vibration signals are demodulated through optical phase modulation in the sensing fiber.Comparative experiments were conducted to evaluate the localization accuracy of the three algorithms:cross-correlation,time shifted standard deviation(TSDEV),and phase spectrum time-delay methods.Results show that both the cross-correlation and TSDEV algorithms provide higher localization accuracy for non-periodic signals,whereas the phase spectrum time-delay method exhibits reduced accuracy due to insufficient consistency in dominant frequency components.Experimental validation over a 60.32 km sensing fiber demonstrates that a localization accuracy of approximately 10 m can be achieved for non-periodic impact vibrations.Therefore,the proposed localization approach exhibits strong potential for long-distance vibration monitoring and fault detection in complex underground environments,particularly in pipeline systems.
卢骏宏;王义平;刘国强;杜林鍬;戴尚玮;朱润龙;陆丹霞;饶兴;刘涵洁;陈宇徽
深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,物理与光电工程学院,广东 深圳 518060||深圳大学深圳市超快激光微纳制造重点实验室,光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060
数理科学
光电子与激光技术分布式传感器光纤前向传输分布式振动传感系统同向正交解调相位谱互相关法时间偏移标准偏差振动定位
《深圳大学学报（理工版）》 2026 (2)
187-195,9
National Key Research and Development Program of China(2022YFE0111400)National Natural Science Foundation of China(W2532046,62275172,U22A2088)Shenzhen Basic Research Foundation(JCYJ20241202124408012,JCYJ20220818095800001)Shenzhen Science and Technology Program(Shenzhen Key Laboratory of Ultrafast Laser Micro/Nano Manufacturing ZDSYS20220606100405013)Scientific Instrument Developing Program of Shenzhen University(2023YQ027)LingChuang Research Project of China National Nuclear Corporation 国家重点研发计划资助项目(2022YFE0111400)国家自然科学基金资助项目(W2532046,62275172,U22A2088)深圳市基础研究计划资助项目(JCYJ20241202124408012,JCYJ20220818095800001)深圳市科技计划资助项目(深圳市超快激光微纳米制造重点实验室ZDSYS20220606100405013)深圳大学科研仪器研制培育资助项目(2023YQ027)中核领创资助项目
评论